Основа технологии обработки металлов оставалась неизменной с тех самых времён, когда металл только научились использовать. Теперь же, благодаря новейшим исследованиям в области наночастиц, ставший стандартным подход может радикально измениться. Исследователям удалось создать технологию «строительства» сплавов на молекулярном уровне, получая при этом металлы с удивительными качествами.

Обработка металлов

На сегодняшний день металлические изделия получают вполне устоявшимся способом – создавая отливки из расплава, состоящего из металлов и разнообразных добавок. Чтобы придать изделиям дополнительную прочность, их куют, предварительно нагрев до высокой температуры. При этом отдельные кристаллические зёрна уменьшается в размерах и уплотняются, что повышает прочностные характеристики и твёрдость.

Такой эффект легко увидеть на срезе ножа: прокованная кромка состоит из сравнительно мелких кристаллических зёрен, а потому гораздо прочнее остального клинка. Хоть эта технология и стала классической, она имеет много недостатков. К примеру, сложно добиться равномерного размера зёрен, а значит, и одинаковой прочности по всему объёму. Над решением этой проблемы задумались исследователи из Университета Брауна в Соединённых Штатах. Результатом их работы стал абсолютно новый инновационный метод получения металлических изделий. Им удалось буквально собрать сплав из наночастиц.

Сплавы из наночастиц-кирпичиков

Металлы с повышенной прочностью создаются ковкой или литьём под давлением. Исследователи рассудили, что такой процесс, как получение высокопрочного сплава, нельзя доверить случайным факторам, и разработали новую технологию, собирая сплавы из отдельных элементов. Один подобный «кирпич» состоит из целого набора наночастиц металлов и неметаллов, собираемых в устойчивую правильную структуру. Множество таких частиц можно собрать в единое целое, как конструктор, получив сплошную массу, состоящую из отдельных блоков. При одинаковом размере этих блоков можно получить чрезвычайно плотную и однородную структуру, чьи физико-механические свойства будут гораздо лучше, чем у обычного сплава, подвергшегося механической обработке.

Получившиеся «соты», состоящие из отдельных металлических блоков, легко превращаются в сплошной монолит под воздействием сравнительно небольших температуры и давления. Для подобной сборки можно использовать практически любые металлы и сплавы. Их состав непринципиален и зависит только от нужд и потребностей разработчиков. Для демонстрации возможностей абсолютно новой технологии разработчики создали несколько дисков из различных металлов – золота, палладия и серебра. При этом прочность полученных дисков в четыре раза превысила прочностные показатели металлов, полученных обычным путём.

В настоящее время учёные изучают возможности нового метода работы с металлами. По словам специалистов, перспективы у инновационной технологии крайне большие. С её помощью можно создавать мельчайшие детали, обладающие высокой прочностью. Чтобы показать возможности разработанной технологии, её создатели «собрали» металлическое стекло, используя для этого только палладий.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!